強(qiáng)致密花崗巖隧道爆破開挖施工技術(shù)研究

翁雪松，成 杰，秦 智

(四川交投建設(shè)工程股份有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

近年來，隨著國家山區(qū)高速公路發(fā)展的大力支持，為減少道路里程、適應(yīng)各種不同的山區(qū)地形、節(jié)約工程造價(jià)，減少占用耕地面積，隧道逐漸成為了一種具有重大意義的公路結(jié)構(gòu)形式。隧道爆破[1-4]是隧道建設(shè)的一個(gè)重大難題，它的成功與否會對隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及下一道工序的開展產(chǎn)生重大影響，所以需要最大限度地降低爆破振動[5-7]，從而減小隧道爆破對周圍施工產(chǎn)生的影響。

對于隧道爆破開挖的問題，前人已有研究。朱有榮等[8]針對隧道開挖技術(shù)進(jìn)行分析,并探索爆破施工的相關(guān)技術(shù)；周世一[9]以珠峰隧道下穿松散堆積體為研究對象,開展了隧道開挖及爆破施工技術(shù)適應(yīng)性的研究，為類似的隧道施工提供技術(shù)支持與經(jīng)驗(yàn)借鑒；符永星[10]以重慶江津至貴州習(xí)水高速公路(重慶境內(nèi))工程四面山隧道洞身開挖為研究對象,對隧道洞身開挖爆破施工過程中洞身爆破開挖參數(shù)、起爆網(wǎng)路、現(xiàn)場安全警戒進(jìn)行研究，有助于提高周圍環(huán)境安全及經(jīng)濟(jì)社會效益。

由于尚未見對強(qiáng)致密花崗巖地區(qū)隧道爆破開挖技術(shù)進(jìn)行研究，故本文結(jié)合康定至新都橋高速公路康定過境試驗(yàn)段K1標(biāo)段跑馬山1#隧道工程，詳細(xì)論述了強(qiáng)致密花崗巖隧道爆破開挖技術(shù)施工工藝流程及操作要點(diǎn)，證明了此技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

1 工程概況

康定至新都橋高速公路康定過境試驗(yàn)段K1標(biāo)段跑馬山1#隧道位于四川省康定縣，左線長度8 865 m，右線長度為8 780 m。主線采用雙向四車道高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為80 km/h，整體式路基寬度24.5 m，分離式路基寬度12.25 m；汽車荷載等級為公路-I級。隧道進(jìn)口段處于高山峽谷地區(qū)，斜坡陡峻，由花崗巖組成的基巖裂隙發(fā)育，巖體較破碎，崩塌發(fā)育，由崩塌堆積形成的巖堆發(fā)育。洞口斜坡坡腳堆積崩坡積塊碎石厚度約10～30 m，隧道進(jìn)口淺埋段，隧道圍巖由崩坡堆積塊石、澄江-晉寧期斜長花崗巖組成，塊石稍密，厚度較大，易產(chǎn)生滑塌和冒頂，巖體強(qiáng)風(fēng)化，地下水呈浸潤～點(diǎn)滴～線流狀，洞頂和側(cè)壁穩(wěn)定性差。

隧道區(qū)位于折多山以東康定縣，隧道區(qū)一般海拔標(biāo)高2 500～5 000 m，山高坡陡，屬高山、極高 山構(gòu)造剝蝕、溶蝕高山峽谷地貌區(qū)，康定縣河谷一般海拔標(biāo)高2 450～2 650 m，河谷多呈“V”字形，河谷內(nèi)分布有河流堆積地貌。

2 工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 工藝流程

施工工藝流程圖如圖1所示。

圖1 施工工藝流程圖

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 施工準(zhǔn)備

1)確定爆破開挖施工方案。采用掏槽和光面爆破技術(shù)相結(jié)合的施工方法，采取工程類比法和施工經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法選取光面爆破參數(shù)，并通過現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

2)人、材、機(jī)配備。所有人員均必須參加培訓(xùn)并持證上崗，材料采用管理部門批準(zhǔn)使用的品種，保證施工過程安全。結(jié)合隧道爆破方案、開挖方法、工期要求合理配置設(shè)備機(jī)具。

3)確定開挖方法。隧道開挖遵循新奧法原理和基本原則進(jìn)行施工。

2.2.2 掏槽爆破技術(shù)

掏槽型式主要由巖層性狀和掏槽眼的深度決定，在隧道爆破開挖中常使用直眼掏槽和楔形掏槽兩種型式。

2.2.3 放樣布眼

鉆炮眼前繪出開挖斷面的中線、水平和斷面輪廓，用全站儀測出開挖輪廓線并用亮色油漆分別標(biāo)出周邊眼、輔助眼和掏槽眼的位置。

2.2.4 鉆 孔

按設(shè)計(jì)要求對掏槽眼、輔助眼、周邊眼的深度、角度進(jìn)行施工，其中掏槽眼在巖層層理明顯時(shí)應(yīng)盡量垂直于層理并深度略深15%左右。

2.2.5 驗(yàn) 孔

每次鉆孔結(jié)束后由專業(yè)人員對鉆鑿的炮孔的位置、深度、角度等參數(shù)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，并做好詳細(xì)記錄。

2.2.6 裝 藥

采用反向耦合裝藥結(jié)構(gòu)，炮眼的其余部分采用黏土炮泥封堵，其中周邊眼的封堵長度不得小于30 cm。

2.2.7 防 護(hù)

1) 在明挖段附近100 m范圍內(nèi)有高壓電線或其他民用和公用建筑(以下簡稱保護(hù)對象)，爆破時(shí)須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施：首先在炮孔口壓上沙袋，然后蓋上竹笆或膠皮等加以防護(hù)；并視情況必要時(shí)采取其他的防護(hù)措施。

2) 隧道段施工時(shí)，視施工作業(yè)點(diǎn)周邊的實(shí)際情況采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

2.2.8 警 戒

1) 明挖段的爆破應(yīng)在白天進(jìn)行，為此應(yīng)成立現(xiàn)場爆破指揮小組，由該施工區(qū)負(fù)責(zé)人擔(dān)當(dāng)組長，負(fù)責(zé)爆破事項(xiàng)的協(xié)調(diào)指揮。

2) 隧道內(nèi)因?yàn)槿嘧鳂I(yè)，各施工點(diǎn)應(yīng)由施工班組的班組長為現(xiàn)場爆破負(fù)責(zé)人。爆破負(fù)責(zé)人爆破前應(yīng)對各警戒點(diǎn)親自布設(shè)。

2.2.9 起 爆

線路的連接接頭應(yīng)連接牢固并采用串聯(lián)連接方式，母線單獨(dú)掛于洞身一側(cè)，電纜、電線、信號線應(yīng)分別掛在洞身的另一側(cè)，若在同一側(cè)時(shí)，母線必須掛在電纜下方，并使用絕緣性好的銅芯電纜。

2.2.10 通風(fēng)排塵

隧道內(nèi)的粉塵及有毒有害氣體濃度較大，需要進(jìn)行排塵至其濃度降至規(guī)定的安全范圍內(nèi)。如果在驗(yàn)炮時(shí)發(fā)現(xiàn)工作面的風(fēng)筒脫節(jié)或損壞而不能使工作面的煙塵很快吹散時(shí)，驗(yàn)炮人員應(yīng)首先對通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行處理。

2.2.11 爆后檢查及危巖處理

等煙塵和有毒有害氣體的濃度在安全范圍內(nèi)后，進(jìn)行驗(yàn)炮工作，對于危巖相關(guān)人員應(yīng)使用長柄工具進(jìn)行處理，等消除安全隱患后進(jìn)行施工。

2.2.12 盲炮的處理

對于爆破后的盲炮、瞎炮應(yīng)采取有效方法進(jìn)行處理，保證施工安全。

3 關(guān)鍵技術(shù)

1)采用錨網(wǎng)噴支護(hù)連同鋼拱架加固圍巖，并在洞身圍巖底部均布錨桿加固鋼拱架，有效保證施工安全。

2)在掏槽眼及周邊眼間在水平面上采用扇形方式布置爆破輔助眼，使輔助眼在爆破過程中也參與掏槽，有效節(jié)省施工成本。

3)采用契形復(fù)合掏槽結(jié)構(gòu)，使用重型鑿巖機(jī)鑿設(shè)中心眼，并在水平面中間豎向加設(shè)一排大直徑掏槽孔，減少炮眼布設(shè)間距，有效改善爆破效果。

4 結(jié) 論

隧道爆破技術(shù)在國內(nèi)已有研究，并已在眾多隧道工程中得以應(yīng)用，可以很好地解決隧道開挖問題，節(jié)省人力物力，本研究在前人的基礎(chǔ)上進(jìn)行強(qiáng)致密花崗巖地區(qū)隧道爆破開挖技術(shù)，詳細(xì)介紹了此技術(shù)施工工藝流程及施工過程中的重要操作要點(diǎn)，施工過程安全可靠，現(xiàn)場施工速度快，有效保護(hù)現(xiàn)場施工環(huán)境，為以后類似工程提供借鑒作用。

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